设计模式-组合模式

第一话：初代营销系统

技术背景：
营销系统初期，技术负责人小易考虑到初期仅需支持两种渠道，采用直接耦合方式可快速上线

邮件活动

typescript

代码解读

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@Getter @Setter public class EmailCampaign {     private String name;     public EmailCampaign(String name) {         this.name = name;     }     public void execute() {         System.out.println("执行电子邮件活动: " + name);     } }

社交媒体活动

typescript

代码解读

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@Getter @Setter public class SocialMediaCampaign {     private String name;     public SocialMediaCampaign(String name) {         this.name = name;     }     public void execute() {         System.out.println("执行社交媒体活动: " + name);     } }

组合活动

csharp

代码解读

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public class BundleCampaign {     private EmailCampaign emailCampaign;     private SocialMediaCampaign socialMediaCampaign;     public BundleCampaign(EmailCampaign emailCampaign,SocialMediaCampaign socialMediaCampaign){         this.emailCampaign = emailCampaign;         this.socialMediaCampaign = socialMediaCampaign;     }     public void execute(){         emailCampaign.execute();         socialMediaCampaign.execute();         System.out.println("执行一系列活动: " + emailCampaign.getName() + " + " + socialMediaCampaign.getName());     } }

架构示意图

css

代码解读

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A[营销系统] A --> B[邮件活动] A --> C[社交活动] A --> D[硬编码组合]

埋下隐患：

• 新增活动类型需修改BundleCampaign类
• 组合深度限制为固定两层

第二话：需求突袭

技术背景： 市场总监提出P0级需求：支持三级组合营销（主活动=短信+子组合（邮件+社交）），要求不影响线上运行。

临时方案：采用硬编码支持新类型，并新建一个短信活动。

短信活动

typescript

代码解读

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@Getter @Setter public class SMSCampaign {     private String name;     public SMSCampaign(String name) {         this.name = name;     }     public void execute() {         System.out.println("执行短信活动: " + name);     } }

硬编码组合类

typescript

代码解读

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public class BundleCampaign {     List<Object> campaigns = new ArrayList<>();     public void addCampaign(Object campaign) {         campaigns.add(campaign);     }     public void execute() {         for (Object obj : campaigns) {             if (obj instanceof EmailCampaign) {                 ((EmailCampaign) obj).execute();             }             else if (obj instanceof SocialMediaCampaign) {                 ((SocialMediaCampaign) obj).execute();             }             else if (obj instanceof SMSCampaign) {                 ((SMSCampaign) obj).execute();             }             else {                 return;             }         }     } }

方案缺陷：

• 当需要新增第四种活动时，不得不在 BundleCampaign 中添加更多 if-else
• 每次新增活动，都需要修改核心逻辑，严重影响到测试的完整性
• 判断中需要类型强制转换，嵌套组合支持不完善

第三话：设计模式重构

技术背景： 技术负责人小易考虑到若不对当前营销系统进行重构，很有可能在未来的某天出现重大系统故障问题，决定使用组合模式进行重构。

设计模式解析

核心思想：将对象组织成树形结构，统一处理单个对象和组合对象。
主要角色：

1. Component（抽象类）：定义统一接口（如 execute()）
2. Leaf（叶子节点）：基础活动（邮件、社交）
3. Composite（组合节点）：可包含其他 Component 的组合活动(BundleCampaign)

重构：应用组合模式

1. 定义抽象组件

typescript

代码解读

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@Getter @Setter public abstract class Campaign {     protected String name;     public Campaign(String name) {         this.name = name;     }     /**      * 定义活动执行抽象方法      */     public abstract void execute();     public void add(Campaign campaign) {         throw new UnsupportedOperationException("不支持组合活动");     } }

2. 叶子节点：基础活动

java

代码解读

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public class EmailCampaign extends Campaign {     public EmailCampaign(String name) {         super(name);     }     @Override     public void execute() {         System.out.println("执行电子邮件活动: " + name);     } } public class SMSCampaign extends Campaign {     public SMSCampaign(String name) {         super(name);     }     @Override     public void execute() {         System.out.println("执行短信活动: " + name);     } } public class SocialMediaCampaign extends Campaign {     public SocialMediaCampaign(String name) {         super(name);     }     @Override     public void execute() {         System.out.println("执行社交媒体活动: " + name);     } }

3. 组合节点：可嵌套的组合活动

typescript

代码解读

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public class BundleCampaign extends Campaign {     private List<Campaign> campaigns = new ArrayList<>();     public BundleCampaign(String name) {         super(name);     }     @Override     public void execute() {         System.out.println(name + " 开启！");         for (Campaign c : campaigns) {             c.execute();         }     }     @Override     public void add(Campaign campaign) {         campaigns.add(campaign);     } }

测试代码

ini

代码解读

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public class CompositeTest {     @Test     public void testCampaign() {         Campaign emailCampaign = new EmailCampaign("双十一折扣");         Campaign socialMediaCampaign = new SocialMediaCampaign("微博热搜");         Campaign bundleCampaign = new BundleCampaign("主活动");         bundleCampaign.add(emailCampaign);         bundleCampaign.add(socialMediaCampaign);         Campaign childBundle = new BundleCampaign("子活动");         childBundle.add(new SMSCampaign("追加优惠"));         bundleCampaign.add(childBundle);         bundleCampaign.execute();     } }

输出：

makefile

代码解读

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主活动开启！ 执行电子邮件活动: 双十一折扣 执行社交媒体活动: 微博热搜 子活动开启！ 执行短信活动: 追加优惠

重构后效果

系统改进点

1. 新增类型无需修改已有代码(符合开闭原则)
2. 客户端无需区分叶子/组合节点(统一接口)
3. 支持无限层级嵌套(灵活组合)

复杂度对比

维度	重构前	重构后
新增活动类型	修改核心类	新增叶子类即可
组合嵌套深度	固定2层	无限递归
类型安全检查	运行时判断	编译时保障
扩展成本	O(n)线性增长	O(1)恒定

长话短说

核心思想与使用指南

核心思想：

• 统一性：客户端无需区分叶子节点和组合节点
• 递归组合：通过树形结构实现无限嵌套

实施路线图

1. 识别树形结构：找出系统中的层次关系
2. 抽象组件接口：定义通用操作方法
3. 区分叶子节点：实现不可再分的元素
4. 构建复合节点：实现可嵌套的容器
5. 实现递归逻辑：在复合节点中遍历子元素
6. 添加类型约束（可选）：通过安全模式限制操作

代码步骤

1. 定义抽象类/接口，声明通用方法（如 execute()）。
2. 创建叶子类，实现基础功能。
3. 创建组合类，管理子组件集合，并实现递归调用。
4. 客户端通过抽象类型操作所有对象。

最佳实践场景

1. 文件系统：文件与文件夹的统一管理
2. 组织架构：部门与员工的层级关系
3. UI组件：窗口与控件的嵌套组合
4. 语法树：程序结构的抽象表示

关键决策点

何时选择组合模式？

• 需要表示对象的部分-整体层次结构
• 希望客户端忽略组合与单个对象的不同
• 需要递归组合的结构化数据

何时避免使用？

• 系统不存在明显的层次结构
• 组合操作需要完全不同的接口
• 性能敏感的叶子节点操作